I satisfy values through friendship and physics

Всегда считал, что критическая точка - это такая температура, при которой поверхностное натяжение в жидкости исчезает, и, соответственно, дальше границы между этими агрегатными состояниями нет. Поэтому поверхностное натяжение обращается в ноль на критической точке (если идём из больших температур в область давлений, соответствующих жидкости, или в обратном направлении). Если идём из больших температур в область давлений, соответствующих газу, то там поверхностное натяжение всегда равно нулю.

From:

Тьфу, блин, критическая точка - это температура + соответствующее ей давление перехода "газ-жидкость", я говорил про крит. температуру.

From:

насколько я понимаю, "поверхностное натяжение жидкости" - это повехностное натяжение между жидкостью и её газом. в обычных условиях над жидкостью газ всегда присутствует, поэтому про него "забывают" и говорят о поверхностном нятяжении только жикости, предполагая что газ присутствует по умолчанию. Так, не может быть поверхностного натяжения отдельно жидкости или отдельно газа.

From:

соответственно
>в какой момент в этом превращении из жидкости в газ поверхностное натяжение обращается в ноль
в момент, когда различие между фазами жидкости и сосуществующего пара исчезает: в критической точке. там и "жидкость" и "пар" имеют одни и те же свойства, поэтому при переходе через "границу" не возникает никакого "сопротивления" и поверхностное натяжение равно нулю.

From:

А! Это все объясняет. Про газ-то я и забыл. Т.е. по умолчанию предполагается, что жидкость находится в равновесии с газом, а потому давление есть функция температуры, а поверхностное натяжение есть функция только температуры, а не давления и температуры, как я ошибочно думал. Т.е. оно не есть функция на фазовой диаграмме жидкость-газ, а только на линии фазового перехода. И зануляется в критической точке (т.е. там, где линия обрывается).

From:

да, именно так

From:

Газ тут вообще ни при чём, это свойство именно жидкости, которое будет и когда вокруг вакуум.

From:

a-shen.livejournal.com

поверхностное натяжение бывает на поверхности, разделяющей газ и жидкость - а не отдельно у того и у другого?

From:

Ага, меня уже поправили в комментах.

From:

Будете смеяться, оно бывает и на границе "жидкость-жидкость" (хлороформ-вода, например).

From:

a-shen.livejournal.com

я имел в виду, что член в энергии, пропорциональный площади поверхности, подразумевает некоторую поверхность (и это может быть и поверхность раздела несмешивающихся жидкостей)

From:

Я к тому, что натяжение бывает, конечно, на поверхности, но за ним стоит некое свойство (сцепление молекул) ТОЛЬКО жидкости.

From:

Абсолютно согласен с os80 в том, что это свойство жидкости самой по себе. Не важно, чем капля окружена, насыщенным паром или вакуумом - поверхностное натяжения тоже самое. Это просто притягивание молекул воды, оно приводит к шарообразной капле в вакууме, к уменьшению поверхности, потомучто быть на поверхности не выгодно энергитически. Очевидно, что у газа поверхностное натяжение в этом смысле тоже есть - притяжение-то между молекулами такое же. У газа, однако, кинетическая энергия молекул больше энергии сцепления между молукулами, вот они и не удержваются. Эту энергию сцепления для газа можно, кстати, довольно легко пронаблюдать в следующем эксперименте. Известно из школьной физики, что идеальный газ при расширении в вакуум температуры не меняет, так как работы не совершает. Неидеальный же достаточно разреженный газ будет расширяться с уменьшением температуры, потомучто будет совершаться работа против сил сцепления.

From:

Капля воды в вакууме - не равновесная система. Я считаю, что поверхностное натяжение, по определению, - это свойство равновесной системы: жидкости в равновесии со своим паром.

From:

Это странно, по вашему выходит, что как только температура в комнате выше точки росы, так нельзя вводить поверхностное натяжение, потому что любая капля начинает потихоньку испаряться?

From:

Вводить-то можно, как некоторое приближение. Точно так же, как можно использовать понятие температуры нагретой печки, хотя строго говоря температура определена для объектов, находящихся в равновесии с большим резервуаром, а печка не находится в состоянии равновесия с окружающей средой.

From:

Вообще, если каплю поместить в очень тоненький пластиковый пакетик, то все механические свойства капли остануться теми же, намекая на то, что по-крайней мере в этой ситуации концепция поверхностного напряжения остаётся удобной и осмысленной, при этом никакого газа не будет вообще.

From:

пример с шарообразной каплей в вакууме очень показательный.

в рассуждениях делается утверждение "энергия капли равна её поверхностной энергии", которое следует из условия, что объём капли постоянный (и тогда энергия собственно капли не даёт вклад в интересующий нас минимизируемый функционал). Но постоянство объёма возможно только в случае, когда капля находится в равновесии с окружающим паром, так что пар заполняет всё пространство.

капля в вакууме же будет испарятся, и очень быстро либо замёрзнет, либо испарится вся (в отличие от обычных условий, когда испарение будет происходить очень медленно).

ну и "поверхностное натяжение" испаряющейся капли (как бы мы его не определили для неравновесной системы) вообще говоря может отличаться от поверностного натяжения капли, находящейся в равновесии со своим паром.
не говоря уже о том, что поверхностное натяжение не может быть свойством только жидкости (bulk phase) т.к. предполагает наличие поверхности между чем-то и чем-то.

From:

У газов поверхностного натяжения нет. В критической точке (где различие между газом и жедкостью пропадает), энергетический барьер между жидким и газообразным состоянием стремится к нулю.

From:

Поверхностная энергия (и поверхностное натяжение, что практически одно и то же) это результат того, что атомы на поверхности имеют меньше связей с соседними атомами, чем атомы внутри тела. Меньше связей значит больше потенциальная энергия. Молекулы газа - твердые шарики. Между ними нет сил притяжениея (в отличие от молекул жидкости). Потому и поверхностной энергии нет.

From:

Молекулы воды и водяного пара - совершенно одинаковые и совершенно не похожи на шарики. Но бывают разные аггрегатные состояния (фазы) этих молекул, то бишь вода и водяной пар. Как правильно было замечено выше, поверхностное натяжение, - это свойство границы двух фаз, находящихся в равновесии, а не свойство какой-то одной фазы.

From:

Между молекулами пара нет сил притяжения, потому молекулы на поверхности газа не имеют дополнительной энергии и, следовательно, натяжения.

Я не уверен, что поверхностное натяжение определено только в состоянии термодинамического равновесия. Тут уже говорили, что натяжение может быть между двумя жидкими фазами, не обязательно между двумя фазами одного вещества в термодинамическом равновесии. Из приведенного по ссылке следует, что натяжение зависит от давления, а не только от температуры.
http://en.wikipedia.org/wiki/Surface_tension#Thermodynamics

Но я согласен, что если система не находится в состоянии равновесия, то поверхностная энергия отличается от равновесного значения. Например, если испарение идет быстрее чем конденсация, это значит, что молекулы на поверхности жидкости имеют большую энергию, чем при равновесии. То же в случае искривленной поверхности.

From:

"Между молекулами пара нет сил притяжения, потому молекулы на поверхности газа не имеют дополнительной энергии и, следовательно, натяжения."

Как это - нет? Это те же самые молекулы, сделанные из таких же электронов, протонов и нейтронов. И взаимодействуют они совершенно одинаково, независимо от фазы, в которой они находятся.

From:

Молекулы те же, но расстояние между ними таково, что дипольных сил притяжения практически нет. Потому потенциальная энергия молекул одинакова, что in the bulk, что на поверхности.

Вопрос о том, "есть ли у газа поверхностное натяжение", по-моему, сводится к вопросу, действуют ли между молекулами газа силы притяжения. Если принять, что такие силы действуют, то на молекулы у поверхности газа (у стенок сосуда) будет действовать сила, направленная внутрь сосуда. В этом случае неизбежно при создание единицы поверхности потребуется работа. Т.е. в выражении для энергии будет не только объемный член p*dV но и -gamma*dA. А это и есть поверхностное натяжение.

From:

Если вы поместите газ в закрытый контейнер и теперь измените форму контейнера со, скажем, сферической на эллипсоидную оставляя объём неизменным, то энергия газа увеличится поскольку теперь больше молекул будет на поверхности газа, которая совпадает с внетренней поверхностью контейнера. Это изменения вполне можно трактовать как изменение поверхностной энергии газа. Т.е. в газе есть поверхностная энергия. Другой вопрос, что за счёт того, что в газе кинетическая энергия больше энергии межмолекулярной связи газ форму не держит and therefore
becomes an unbound state. Но это никак (!!!!!!) не мешает введения понятия поверхностной энергии для газов. Опять же никакого равновесия тут не надо. :)

From:

ploughshare.livejournal.com

Ну, с днем рождения!
Всем привет.

From: